64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式

1、.目前應(yīng)用的比較廣泛的是基于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的Cable Modem系統(tǒng)，其基本架構(gòu)如圖2所示。有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Cable Modem終端系統(tǒng)（CMTS）與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接。用戶(hù)通過(guò)二路分離器將從CMTS得到的信號(hào)分為兩路，一路直接接到用戶(hù)的電視機(jī)中用于用戶(hù)觀(guān)看有線(xiàn)電視節(jié)目，另一路連接到用戶(hù)的Cable Modem上，通過(guò)Cable Modem調(diào)制解調(diào)與用戶(hù)的計(jì)算機(jī)連接，用戶(hù)可以使用計(jì)算機(jī)通過(guò)Cable Modem瀏覽互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 在這種工作模式下，Cable Modem通過(guò)正交調(diào)幅（QAM）的方式調(diào)制解調(diào)信號(hào)，通過(guò)有線(xiàn)電視同軸電纜上和下載數(shù)據(jù)。這種技術(shù)實(shí)際上是從有線(xiàn)電視同軸電纜的模擬信號(hào)帶寬中分離出6

2、MHz作為載頻建立下行通道。根據(jù)采用的調(diào)制方式的不同以不同的速度傳輸數(shù)據(jù)。Cable Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式，其特性如表1。調(diào)制方式信道帶寬信號(hào)碼率（sym/sec）理想傳輸速率（b/s）實(shí)際傳輸速率（b/s）64-QAM6MHz5.057M30.34M27M256-QAM6MHz5.361M42.88M38M 同樣，為了抑制上行的噪聲積累，一般采用16-QAM或者QPSK 調(diào)制方式。其特性如表2所示：信號(hào)碼率 （sym/sec）信道帶寬16-QAM理想 傳輸速率（b/s）16-QAM實(shí)際 傳輸速率（b/s）QPSK理想 傳輸速率（b/s）QPSK實(shí)際

3、傳輸速率（b/s）160k0.2MHz0.64MHz0.6MHz0.32MHz0.3MHz320K0.4MHz1.28MHz1.2MHz0.64MHz0.6MHz640K0.8MHz2.56MHz2.3MHz1.28MHz1.2MHz1280K1.6MHz5.12MHz4.6MHz2.56MHz2.3MHz上行符號(hào)速率(Ksps)QPSK數(shù)據(jù)速 率(kbps)16QAM數(shù)據(jù)速率(kbps)所用帶(KHz)16032064020032064012804006401280256080012802560512016002560512010243200由此可以看出這種工作模式其本質(zhì)就是利用現(xiàn)有的有線(xiàn)網(wǎng)

4、絡(luò)帶寬來(lái)傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時(shí)，Cable Modem終端系統(tǒng)（CMTS）在整個(gè)系統(tǒng)中起到非常重要的作用，它不但是Cable Modem的控制中心，而且它還是有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的接口部分。用戶(hù)通過(guò)CMTS與互連網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。 CMTS結(jié)構(gòu)如圖3所示。它其實(shí)與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案沒(méi)有太大的區(qū)別，系統(tǒng)包括路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)、用戶(hù)賬號(hào)管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案不同的是，它增加了Cable modem控制服務(wù)器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RF信號(hào)并嵌入有線(xiàn)電視信號(hào)的部分。 這種工作方式所帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的，有線(xiàn)電視用戶(hù)不用鋪設(shè)新的數(shù)據(jù)通道，利用現(xiàn)有的有

5、線(xiàn)電視線(xiàn)路，即可以與互連網(wǎng)絡(luò)交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶(hù)使用時(shí)的數(shù)據(jù)下載速率和現(xiàn)有的DSL、LAN等寬帶接入方案不相上下。用戶(hù)甚至可以無(wú)需繳納網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用，當(dāng)然這要取決于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商是否愿意提供這項(xiàng)服務(wù)。但這種工作方式的缺點(diǎn)正如表2所示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于數(shù)據(jù)下行的速度。這從以瀏覽為主的用戶(hù)而言并不是什么問(wèn)題，但對(duì)一些需要大量上傳數(shù)據(jù)的用戶(hù)而言這種接入方式就不是很理想了。 基于同樣的工作原理，有些廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出應(yīng)用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品?？捎玫乃俾史秶八玫膸捠居诒?目前應(yīng)用的比較廣泛的是基于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的Cable Modem系統(tǒng)，其基本架構(gòu)如

6、圖2所示。有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Cable Modem終端系統(tǒng)（CMTS）與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接。用戶(hù)通過(guò)二路分離器將從CMTS得到的信號(hào)分為兩路，一路直接接到用戶(hù)的電視機(jī)中用于用戶(hù)觀(guān)看有線(xiàn)電視節(jié)目，另一路連接到用戶(hù)的Cable Modem上，通過(guò)Cable Modem調(diào)制解調(diào)與用戶(hù)的計(jì)算機(jī)連接，用戶(hù)可以使用計(jì)算機(jī)通過(guò)Cable Modem瀏覽互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 在這種工作模式下，Cable Modem通過(guò)正交調(diào)幅（QAM）的方式調(diào)制解調(diào)信號(hào)，通過(guò)有線(xiàn)電視同軸電纜上和下載數(shù)據(jù)。這種技術(shù)實(shí)際上是從有線(xiàn)電視同軸電纜的模擬信號(hào)帶寬中分離出6MHz作為載頻建立下行通道。根據(jù)采用的調(diào)制方式的不同以不同的速度傳輸數(shù)據(jù)。Cabl

7、e Modem一般采用的是64-QAM和256-QAM兩種調(diào)制方式，其特性如表1。調(diào)制方式信道帶寬信號(hào)碼率（sym/sec）理想傳輸速率（b/s）實(shí)際傳輸速率（b/s）64-QAM6MHz5.057M30.34M27M256-QAM6MHz5.361M42.88M38M 同樣，為了抑制上行的噪聲積累，一般采用16-QAM或者QPSK 調(diào)制方式。其特性如表2所示：信號(hào)碼率 （sym/sec）信道帶寬16-QAM理想 傳輸速率（b/s）16-QAM實(shí)際 傳輸速率（b/s）QPSK理想 傳輸速率（b/s）QPSK實(shí)際 傳輸速率（b/s）160k0.2MHz0.64MHz0.6MHz0.32MHz0.

8、3MHz320K0.4MHz1.28MHz1.2MHz0.64MHz0.6MHz640K0.8MHz2.56MHz2.3MHz1.28MHz1.2MHz1280K1.6MHz5.12MHz4.6MHz2.56MHz2.3MHz 由此可以看出這種工作模式其本質(zhì)就是利用現(xiàn)有的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬來(lái)傳遞互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在這種模式下工作時(shí)，Cable Modem終端系統(tǒng)（CMTS）在整個(gè)系統(tǒng)中起到非常重要的作用，它不但是Cable Modem的控制中心，而且它還是有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的接口部分。用戶(hù)通過(guò)CMTS與互連網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。 CMTS結(jié)構(gòu)如圖3所示。它其實(shí)與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案沒(méi)有太大的區(qū)別，系統(tǒng)包括路

9、由器、以太網(wǎng)交換機(jī)、用戶(hù)賬號(hào)管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器。但與一般的互聯(lián)網(wǎng)接入方案不同的是，它增加了Cable modem控制服務(wù)器和將與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)交互的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為RF信號(hào)并嵌入有線(xiàn)電視信號(hào)的部分。 這種工作方式所帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的，有線(xiàn)電視用戶(hù)不用鋪設(shè)新的數(shù)據(jù)通道，利用現(xiàn)有的有線(xiàn)電視線(xiàn)路，即可以與互連網(wǎng)絡(luò)交互數(shù)據(jù)。并且根據(jù)表1所示，用戶(hù)使用時(shí)的數(shù)據(jù)下載速率和現(xiàn)有的DSL、LAN等寬帶接入方案不相上下。用戶(hù)甚至可以無(wú)需繳納網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用，當(dāng)然這要取決于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商是否愿意提供這項(xiàng)服務(wù)。但這種工作方式的缺點(diǎn)正如表2所示，由于信噪比的原因，數(shù)據(jù)上行的速度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于數(shù)據(jù)下行的速度。這從以瀏覽為主的

10、用戶(hù)而言并不是什么問(wèn)題，但對(duì)一些需要大量上傳數(shù)據(jù)的用戶(hù)而言這種接入方式就不是很理想了。 基于同樣的工作原理，有些廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出應(yīng)用微波或衛(wèi)星傳輸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。 圖4所示為應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。用戶(hù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商采用廉價(jià)的電信線(xiàn)路（例如電話(huà)線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電）連接，用戶(hù)利用此線(xiàn)路通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商向INTERNET發(fā)出請(qǐng)求。INTERNET響應(yīng)后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制后傳輸給衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射設(shè)備。衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)通訊衛(wèi)星傳輸給用戶(hù)端的衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備。調(diào)制解調(diào)設(shè)備將接收到的衛(wèi)星信號(hào)解調(diào)后得到數(shù)據(jù)再傳送給請(qǐng)求數(shù)據(jù)的用戶(hù)使用。利用衛(wèi)星信號(hào)，可以給用戶(hù)提供寬帶的接入方式。

11、在這種工作模式中，可以明顯看出上行數(shù)據(jù)速度和下行數(shù)據(jù)速度是不平衡的，我們甚至可以認(rèn)為這只是一個(gè)單向下行的接入方式，而且這種工作模式占用衛(wèi)星線(xiàn)路的資源。但是這種工作方式非常適用于地形條件惡劣的地區(qū)，如山區(qū)、極地等不適合鋪設(shè)高速數(shù)據(jù)線(xiàn)路的地區(qū)。另外，它還適用于海上作業(yè)等許多的移動(dòng)目標(biāo)接收數(shù)據(jù)。如果我們將數(shù)據(jù)嵌入衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的電視信號(hào)之中，在用戶(hù)衛(wèi)星信號(hào)接收解碼后使用類(lèi)似于Cable Modem 的調(diào)制解調(diào)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。那么它對(duì)于衛(wèi)星電視用戶(hù)來(lái)說(shuō)將更加節(jié)省資源。 利用微波系統(tǒng)傳輸INTERNET網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的方式與上面介紹的利用衛(wèi)星系統(tǒng)的方式基本相同，只是使用微波發(fā)射接收設(shè)備替代衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送接收設(shè)備。二者的

12、工作原理是完全一致的。 以上介紹了在電視技術(shù)領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)交互的幾種技術(shù)，下面我們要介紹在電視技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)交互技術(shù)，即所謂的交互電視。但通過(guò)分析我們將會(huì)看到上面介紹的這幾種技術(shù)在交互電視技術(shù)領(lǐng)域中所起到的作用。(待續(xù))本文主要介紹了 HFC雙向傳輸系統(tǒng)中的 CM和CMTS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、工作原理、接入方式、電平調(diào)整和設(shè)備的選型。并對(duì)它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及傳輸過(guò)程做了簡(jiǎn)要介紹，還對(duì)CM在傳輸中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討。 1 綜 述 廣播電視新技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，加速了我國(guó)有線(xiàn)電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，HFC光纖電纜混合網(wǎng)的傳輸技術(shù)目前已成為世界各國(guó)的主流，如何把HFC建成高速寬帶多

13、媒體雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)是各大有線(xiàn)臺(tái)正在實(shí)施和考慮的問(wèn)題。因?yàn)镠FC光纖電纜混合網(wǎng)采用的是模擬技術(shù)來(lái)傳送有線(xiàn)電視，要想達(dá)到傳輸數(shù)字信號(hào)的目的，就要進(jìn)行寬帶調(diào)制，也就是要采用 Cable Modem電纜調(diào)制解調(diào)器的傳輸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳遞工作。而雙向傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備CMTS和Cable Modem在網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)作用，對(duì)它們的熟悉和了解以及在網(wǎng)絡(luò)中如何應(yīng)用好數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備非常重要，因此對(duì) Cable Modem和CMTS所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作原理、接入方式、設(shè)備選型以及在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中電平的調(diào)整等方面問(wèn)題做了介紹，并對(duì)傳輸中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了討論。 2Cable Modem的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和頻率配置 21 傳輸

14、標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)部1999年3 月通過(guò)了J112建議（DOCSIS：交互式有線(xiàn)電視業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)），基于 DOCSIS VI. 0、DOCSIS Vl.l標(biāo)準(zhǔn)的Cable Modem（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CM）系統(tǒng)，下行采用 64QAM或 256QAM調(diào)制方式；上行采用 QPSK16QAM調(diào)制方式。CM在一個(gè)6MHz（NTSC）或8MHz（PALD）的寬帶中，若采用64QAM調(diào)制，其下行傳輸速率能達(dá)到 40Mbps；在1.8MHz的帶寬時(shí)，當(dāng)采用 QPSK16QAM調(diào)制技術(shù)時(shí)，它的下行傳輸速率大約為10Mbps；上行速率可達(dá)到5.12Mbps，但是它的上、下行帶寬均為用戶(hù)共享。 CM提供的速率是非對(duì)稱(chēng)

15、的。下行信道是連續(xù)的，數(shù)據(jù)流以信元或者打包的方式來(lái)進(jìn)行信息的傳輸，它可根據(jù)數(shù)據(jù)流信元或者數(shù)據(jù)包信息中的地址信息來(lái)認(rèn)可某個(gè)終端來(lái)接收數(shù)據(jù)，而上行數(shù)據(jù)和信通需一個(gè)媒體接入控制，用于形成和控制用戶(hù)數(shù)據(jù)包或信元進(jìn)入公用信道。 以上調(diào)制方式采用RS編碼技術(shù)進(jìn)行前向到錯(cuò)，上行信號(hào)的傳輸采用 QPSK16QAM調(diào)制技術(shù)，能大幅度提高系統(tǒng)的抗干擾能力，而且能有效的使脈沖干擾的持續(xù)時(shí)間較短，一般情況下只能造成一段碼流的誤碼率增高。 22 頻率配置 根據(jù)GYT106廣播電視技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，565MHz為上行頻率配置；6587MHz為過(guò)渡頻率帶；87108MHz為調(diào)頻廣播范圍；1081000MHz為模擬、數(shù)字

16、、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下行帶寬。根據(jù)IEEE80214F規(guī)定，545MHz為CM的上行頻率配置，50450MHz用于傳輸下行模擬信號(hào)，450750MHz用于數(shù)字傳輸。由此可見(jiàn)CM有豐富的頻率帶寬資源，當(dāng)信息量的需求越來(lái)越大時(shí)，它將顯示自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是電信網(wǎng)無(wú)法比擬的。 3 CMTS和 Cable Medem在雙向傳輸中的作用 31CMTS CMTS是電纜調(diào)制解調(diào)器的頭端設(shè)備，它能對(duì)終端設(shè)備CM進(jìn)行認(rèn)證、配置和管理，它還能為CM提供連接IP骨干網(wǎng)和Internet的通道，而且CM能在客戶(hù)端和HFC網(wǎng)絡(luò)之間提供透明的IP傳輸通道。HFC多媒體寬帶可利用CM來(lái)進(jìn)行IP傳輸，它的基本傳輸模式是：發(fā)送下行和接收上

17、行數(shù)據(jù)信號(hào)，能給用戶(hù)提供高速因特網(wǎng)和PC網(wǎng)，能完成有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的路由連接。CMTS能提供100Mbps的端口與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的交換機(jī)相連，把HFC寬帶網(wǎng)、省網(wǎng)、國(guó)家光纖干線(xiàn)網(wǎng)聯(lián)接。 CMTS和CM有兩種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，CMTS設(shè)備設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)用于連接以大網(wǎng)的交換機(jī)、10100Mbps以太網(wǎng)接口或 ATM的OC3接口、路由器或者ATM交換機(jī)。CMTS還沒(méi)有RF接口，RF又分為上行RF和下行RF通道，一般情況下它的下行通道的速率分別為10Mbps和37Mbps。 32CM CM是用戶(hù)終端數(shù)字接收設(shè)備，稱(chēng)電纜調(diào)制解調(diào)器，它能承載516個(gè)用戶(hù)，也可為單獨(dú)用戶(hù)使用，它負(fù)責(zé)接收CMTS送來(lái)的下行數(shù)據(jù)信息，并把接

18、收的信息調(diào)制成用戶(hù)所需的信號(hào)，CM還具備路由器和網(wǎng)橋功能。與CM相聯(lián)的終端設(shè)備就是PC機(jī)，CM分內(nèi)置和外置式兩種，內(nèi)置式CM通過(guò)PCI接口與PC機(jī)相連，外置式CM可通過(guò)串行接口或以太網(wǎng)接口與PC機(jī)相連。 CM的網(wǎng)絡(luò)接口分別為 RF 和 CPE（Customer Premise Equipment）接口，傳輸上行數(shù)據(jù)時(shí)都要通過(guò)這兩個(gè)接口，如果采用電話(huà)回傳，CM就只有下行數(shù)據(jù)通過(guò)RF接口；而 CPE網(wǎng)絡(luò)接口主要是連接用戶(hù)PC機(jī)和本地以太網(wǎng)的USB標(biāo)準(zhǔn)接口，其速率可達(dá)10Mbps，CPE是終端用戶(hù)的前提設(shè)備，它由PC機(jī)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等組成，除此之外為適合更多的功能，CM還應(yīng)具備 IP、Telephon

19、e的電話(huà)接口，這樣用戶(hù)可通過(guò)HFC網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展電話(huà)通話(huà)業(yè)務(wù)。 33CMTS 和 CM 的應(yīng)用 CMTS 和 CM 配合在一起可在 HFC 網(wǎng)絡(luò)中展開(kāi)音、視頻會(huì)議、網(wǎng)上炒股，打 IP（IP Telephone）電話(huà)、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上雙向游戲；還能提供快速I(mǎi)nternet的接入、瀏覽、發(fā)電子郵件和開(kāi)展網(wǎng)上購(gòu)物；由 CMTS 和 CM 構(gòu)成的有線(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)能開(kāi)展和提供多項(xiàng)目的服務(wù)功能，如 IP 過(guò)濾器、防欺詐特性、服務(wù)級(jí)別、HFC靜態(tài)路徑服務(wù)；除此之外還能開(kāi)展工商、行政、稅務(wù)、銀行、教育、證券等項(xiàng)目的服務(wù)工作。 由于 CMTS 為頭端設(shè)備，它可覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可設(shè)在前端機(jī)房，也可設(shè)在分中心或者片區(qū)光節(jié)點(diǎn)，這要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁有用戶(hù)的多少來(lái)考慮，CMTS能在有線(xiàn)電視網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)之間起到網(wǎng)關(guān)的作用。每臺(tái) CM都擁有一個(gè)48位的物理地址外，還有一個(gè) 14 位的服務(wù)標(biāo)識(shí)（Service ID），